自主和机器人技术的好处是什么?

在当今的建筑行业，机器人技术和自主技术正在从便携式电动工具到大型采矿卡车的方方面面出现。

虽然远程控制已经是一项成熟的技术，但人工智能(AI)、激光雷达(光探测和雷达)、新软件和计算能力的大幅提升带来了巨大的变化——与大约20年前引入的GPS机器控制一样大，甚至更大。

根据设备原始设备制造商的说法，自动和半自动施工机械将通过创造新的生产力、质量和安全水平，从根本上改变行业，并迎来精通数字技术的新一代建筑工人。

与GPS机器控制一样，推动这场革命的是经济。“你挖得更多，花得更少，”Built Robotics公司的通讯主管埃罗尔·艾哈迈德(Erol Ahmed)说，该公司为挖掘机提供售后机器人升级服务。他说，再加上安全效益，一个工人能够做更多高价值的工作，以及在危险环境中操作，你就得到了一个成功的组合。

什么是自主建设?

Autonomy是从20年前为GPS机器控制开发的技术发展而来的，但它正在进一步发展。在机器控制下，操作员每天仍然要做出几十个决定。自主权正在不断发展，使机器能够做出更多这样的决定。

天宝总经理斯科特•克罗泽(Scott Crozier)表示:“下一步是开发先进的软件，将更高水平的感知和智能集成到产品中。”我们实现这一目标的途径是不断提高援助水平。”

“帮助”需要什么取决于机器和工作。一台压实机执行相对简单的操作，矿用卡车可以沿着预先编好的路线从装填区轻松地到达倾倒地点。“但更复杂的机器和任务将需要高水平的软件来提供智能和感知系统，使这些有用，”Crozier说。

Trimble自动化解决方案业务区域总监Finlay Wood补充说:“我们正在承担更多运营商必须考虑的事情，并将其自动化，所有这些事情都需要经验丰富的运营商多年才能掌握。

“我们的目标是通过帮助一个没有经验的操作员做出这些决定，让他们表现得像一个优秀的操作员一样——无论是在机器上还是在现场层面。”

自动化过程的好处

有了机器控制，你可以精确地挖到分级。通过自动或半自动操作，您不仅可以挖掘到数字站点计划上详细的等级，而且可以以完美的效率挖掘-每一桶，每一次，每一天;没有失败、疲劳、干扰或注意力减退。

克罗泽说:“一个有才华的操作员可能会在几个小时内很快。”“但如果你在较长一段时间内这样做，你会发现自动化流程可能会表现得更好。”

在建筑行业，周期时间影响着从生产力到燃料消耗和机器折旧的一切。优化的、自主的或半自主的挖掘循环，通过即时分析和优化每个变量，从挖斗穿透地面的几何形状到液压泵的容量，再到发动机在扭矩带中的位置，将优于手动控制。

机器周围有一个数字安全网格的位置传感器，它可以全天候以最高速度挖掘和倾倒，而不用担心意外撞到附近的卡车或建筑物。

事实上，今天建筑工地面临的许多运营挑战都可以在没有复杂而昂贵的基于人工智能的解决方案的情况下解决。“相反，我们的重点放在构建以最简单可行的方式解决实际问题的产品上——无论是通过创建云技术支持的工作流，还是使用激光雷达点云和数字相机来区分建筑物和库存，”Trimble的Wood评论道。

Crozier补充说，随着越来越多的电池驱动机器开始发挥作用，随着行业寻求降低排放和提高可持续性，优化性能将变得更加重要。

他说:“你希望尽可能高效地利用这种力量。”“我们将看到智能自动化开始发挥作用，通过电池充电实现最大的工作输出。”

建筑领域的机器人

列支敦士登跨国公司喜利得(Hilti)测量和机器人业务部门经理艾丹•马奎尔(Aidan Maguire)表示，机器人的理想状态是承担繁琐、重复或具有高健康和安全风险的任务，并增加一定程度的自动化，让机器人接管艰巨和重复的任务。

在混凝土上钻孔就是这样一项任务，但任何让工人处于符合人体工程学的尴尬位置或难以触及的区域都有可能被自动化。喜利得的半自主Jaibot就是为此而设计的，可以通过编程来遵循数字计划，详细说明需要在哪里钻井或工作。

Maguire表示:“我们已经实现了应用程序中的自动化步骤，例如定位钻井和标记锚点，以实现最大的生产力收益。”“我们也在学习如何让建筑项目更适合机器人。”

喜利得继续为Jaibot添加更多的现场情报，使其能够分析情况，并确定何时钻井点可能会遇到干扰，或者在哪里钻井可能无法进行，例如金属甲板的倾斜部分或钢筋撞击的情况。Maguire说:“这时，作业者可以利用他们的施工知识说，‘是的，我对所有这些动作都很满意，继续钻井吧。’”

采矿是这项技术的早期采用者。SafeAI创始人Bibhrajit Halder证实:“采矿业已经使用自主技术20多年了，但我们已经在这项技术的第一次迭代中做到了最好。”

他补充说，这第二代是人工智能驱动的、多功能的、可扩展的，将为采矿业带来有意义的、广泛的变化。

今年3月，SafeAI宣布正在与澳大利亚公司Position Partners合作，为多元化采矿和承包集团MACA改装100辆混合车队，以创建澳大利亚最大的自动重型设备车队之一。SafeAI已经创建了一个机器不可知的软件包，可以添加到任何机器，从防滑转向采矿卡车。

MACA评估和技术服务总经理Shane Clark表示:“这项技术改变了我们的业务、客户和行业。“SafeAI的解决方案对现场安全、效率和成本效益有着深远的影响。”

“第一次工业革命发生在100多年前，我们绝对正处于一场以机器人和人工智能为中心的新工业革命的开端，”杰里米·瑟洛克(Jeremy Searock)说，他在5年前与斯蒂芬·穆克(Stephen Muck)共同创立了高级建筑机器人公司(Advanced Construction robotics)。

他们公司的第一个发明是TyBot，一种用于大型水平应用的自动钢筋捆扎机，如桥面和混凝土平板。另一种机器人正在研发中，它将能够在水平应用中捆扎钢筋，另一种机器人是IronBot，它将捡起长钢筋，并在网格上将它们分开。

如何解决建筑业的技能短缺问题

瑟洛克说:“在劳动力短缺的情况下，唯一的选择就是让一个人更有效率，这就是机器人所做的。”“通过与机器人合作，一个人可以完成整个团队的工作。我们的目标不是减少员工数量，而是让每个在职人员都有机会完成更高价值的任务，”他表示。

伍德说，自动化将改变建筑世界，使其与如今年轻人拥有的技能更紧密地结合在一起。“你的经验丰富的操作员永远不会离开。但机器人技术和自动化技术将使年轻人更容易获得这些工作。”

克罗泽说，将会有一个过渡，但人口不会减少。网格操作员可能会管理多台机器，而不是机器操作员。网络安全技能将变得更加重要，诊断和解决数字问题的能力也将变得更加重要。这些工人可能会获得更高的薪酬，并被高度招聘，因为他们比只使用一台机器的单个操作员提供更多的价值。

喜利得的马奎尔说:“数字素养必须出现。“我们会很自然地在新一代中看到这一点。但新一代不能抛弃过去的知识和最佳实践，因为有效使用任何技术都需要这些核心技能。我们必须为承包商找到将这两个世界结合在一起的最佳方式。”

毫无疑问，机器人设备操作员是未来建筑行业的工作之一，而且——即使它需要的时间比最初想象的要长——机器人和自动化对建筑的影响只会继续增长。